[发明专利]马铃薯种植物联网监测、控制及信息服务云平台综合系统

说明书

技术领域

本发明属于农业物联网技术领域，尤其涉及一种马铃薯种植物联网监测、控制及信息服务云平台综合系统。

背景技术

我国是一个农业大国，据统计我国马铃薯种植面积已扩大到8000万亩左右，总资产达8000多万吨，约占世界总产量的26％左右。由于对马铃薯生长过程，没有实时监控、出现缺水、高低温情况为未及时的进行补救措施，最后导致产量下降。灌溉方面现在基本都是手动控制为主，土壤的水分也要靠人们的目测，由于种植面积大，人工监测费时费力，精准度误差大。

现在市场有对土地墒情采集软硬件系统，只能将采集数据发送到服务器，建立现场用户和种植场地连接，没有互联网公共平台，处理单一，现有技术基本是关于塑料大棚的温度、湿度采集。

现在市场有灌溉系统，只能做到缺水灌溉，无法满足马铃薯种植不同时期，根据土壤湿度、土壤温度来控制灌溉的时间、灌溉量的指标。

本系统运用先进的土壤温度、土壤湿度、空气温度、空气湿度、光照、摄像头等硬件设备，使采集的数据更加准确。采集信息由物联网智能一体机通过网络传输到马铃薯种植信息服务云平台，云平台根据接收的数据和马铃薯的生长特性，制订各个时期(蹲苗期、开花期、收获期)的灌溉参数。在云平台上对采集的数据进行数据挖掘，产生温度、湿度等曲线图，并挖掘出土壤温度、土壤湿度的日平均值，根据日平均值计算土壤水分用量系数和土壤浇灌温度，最终达到精确浇水量和合适时间的浇灌，提高马铃薯的产量和质量，同时节约水资源。运用图像识别技术，判断马铃薯是否开花，提醒用户开花的时间，并确认进入开花期的灌溉模式。

发明内容

为了提供一整套马铃薯种植监控、信息服务解决方案，本发明提出了马铃薯种植物联网监测、控制及信息服务云平台综合系统，该系统主要由马铃薯环境监测终端、灌溉器控制器、生长图片采集器、物联网智能控制一体机、物联网信息服务云平台、互联网、用户终端设备组成；其中，马铃薯环境监测终端、灌溉器控制器、生长图片采集器通过无线通讯和物联网智能控制一体机相连，物联网信息服务云平台、用户终端设备通过互联网和物联网智能控制一体机相连；用户终端设备包括：手机、电脑、PDA。

所述马铃薯环境监测终端由太阳能板、智能太阳能控制器、蓄电池、土壤温湿度传感器、空气温湿度光照一体传感器和无线通讯模块组成；其中，太阳能板和智能太阳能控制器相连，蓄电池和智能太阳能控制器供电相连，土壤温湿度传感器和空气温湿度光照一体传感器通过无线通讯模块和智能太阳能控制器相连；智能太阳能控制器有三个接口，分别为太阳能接口连接太阳能板；蓄电池接口连接蓄电池；负载接口给无线通讯模块、土壤温湿度传感器和空气温湿度光照一体传感器供电。

所述灌溉控制器由无线模块、供电模块、MCU控制器、灌溉阀门、加压泵组成；控制灌溉阀门和加压泵的是节能电磁阀，能24小时通电不发热，大大降低线圈的损耗率和用电量。

所述物联网智能控制一体机包括：系统设置模块、监测信息采集模块、监测信息上传模块、灌溉控制模块、远程控制命令接收模块、实时显示模块、视频监视模块、图片采集模块、报警模块；

其中，监测信息采集模块实时向监测终端设备发送请求数据命令，并监听得到的土壤湿度、土壤温度、空气湿度、空气温度和光照强度信息，将超出变化范围的值写入临时文件；监测信息上传模块将监测的信息，实时上传到物联网信息服务云台；灌溉控制模块根据植物特性设置土壤水分范围，到最小值时，系统会根据土壤水分用量系数和土壤温度系统计算合理的灌溉值和灌溉时间，并启动自动灌溉，当到达灌溉大值时，停止灌溉；远程控制命令接收模块根据实时的土壤水分数据，用户能通过远程用户设备终端，包括手机、PDA、电脑，控制灌溉；实时显示模块通过物联网智能控制一体机的显示屏，实时显示马铃薯的环境情况、灌溉情况、报警情况信息；视频监视模块通过网络摄像头，及时看到马铃薯的生长情况；图片采集模块：每天下午采集马铃薯生长的图片，并传输到物联网信息服务平台，为用户提供生长过程的图片历史记录；报警模块：当监测数据超过植物的设置值时，显示各类报警信息。